JPH11163622A

JPH11163622A - スパイラルアンテナ

Info

Publication number: JPH11163622A
Application number: JP9328064A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Uematsu; 弘行植松
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】スパイラルアンテナの使用下限周波数ｆ_Lを
変えることなく、その最大外径寸法を小さくする。【解決手段】スパイラルアンテナの２本の渦巻き導体
線路１ａ，１ｂの巻き終わり部分である終点１ｃ，１ｄ
に延長線路１ｅ，１ｆを接続し、それをキャビティーケ
ース３内の吸収体５内に差し込んだ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スパイラルアン
テナにおける導体線路の終端側の構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１６は例えば、“ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ
ＰＡＳＳＩＶＥＤＩＲＥＣＴＩＯＮＦＩＮＤＩＮ
Ｇ（ＳＴＥＰＨＥＮＥ．ＬＩＰＳＫＹ著）”に示され
た従来のスパイラルアンテナを示す断面図、図１７はそ
の平面図であり、各図において１は上面１ｍ側に渦巻き
導体線路１ａ，１ｂをパターンエッチングしたスパイラ
ル基板、２は上記スパイラル基板１の中心に向って垂直
に延長する給電基板（バラン）、３は底板３ａを有する
筒体３ｂより成り、筒体３ｂの開口部に上記スパイラル
基板１が嵌合されたキャビティ構造のケース、４は上記
底板３ａの下面中央に取付けられ、上記給電基板２に接
続された同軸コネクタ、５はキャビティーケース３の中
に充填された吸収体である。上記渦巻き導体線路１ａ，
１ｂはスパイラル基板１の中心側を起点として、２本平
行な状態を保ちつつ渦巻き状に巻かれて、外周側まで延
長する。渦巻き線路１ａの外周側の終点１ｃと、渦巻き
線路１ｂの終点１ｄとは、互に反対側に位置して対峙す
る。

【０００３】次に動作について説明する。スパイラルア
ンテナは、ある任意の周波数ｆの波長をλとしたとき、
渦巻き状の導体線路の直径Ｄ（終点１ｃ，１ｄ間の距
離）がλ／πに等しいとき（Ｄ＝λ／πのとき）、その
周波数ｆの電波が空間へ放射される。このため、このス
パイラルアンテナを放射アンテナとして用いることもで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のスパイラルアン
テナでは、一般的に使用下限周波数ｆ_L（波長：λ_L）
は、スパイラルアンテナの最大外径寸法Ｄ_max（＝λ_L／
π）で決まる。ただし、渦巻き導体線路の巻終わり部分
の終点１ｃ，１ｄからの反射が有るため、最外径Ｄ_max
付近から放射する周波数ｆ_Lでは、放射パターンが乱れ
てしまうので、使用下限周波数ｆ_Lを満足するために
は、最外径寸法Ｄ’をＤ_maxの約１．２〜１．５倍程度
に大きくとることが必要で、アンテナ寸法が大きくなっ
てしまうという問題点があった。

【０００５】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、スパイラルアンテナの使用下
限の周波数を変えることなく、その最外径の寸法を小さ
くすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、導体線路の終点側に、電波反射抑制部材を接続し
た。請求項２の発明によれば、電波反射抑制部材とし
て、キャビティーケース内の吸収体に差込まれた延長線
路より構成した。請求項３の発明によれば、電波反射抑
制部材として、キャビティーケース内の吸収体に差込ま
れた延長線路とこの延長線路に一端が接続され、他端が
ケースに接続された抵抗とより構成した。請求項４の発
明によれば、電波反射抑制部材として、一端が導体線路
の終点側に接続され、他端が隣りの導体線路に接続され
た抵抗より構成した。請求項５の発明によれば、電波反
射抑制部材として、導体線路の終点間を短絡する短絡導
体より構成した。請求項６の発明によれば、電波反射抑
制部材として、導体線路の終点側を被うように設けられ
た抵抗体又は電波吸収体より形成した。請求項７の発明
によれば、電波反射抑制部材として、ケースの外部に設
けられたアンテナ素子より構成した。請求項８の発明に
よれば、電波反射抑制部材として、ケースの内面側に、
波打つように延長する如く設けられた線路より構成し
た。請求項９の発明によれば、導体線路の終点側より所
定部位までの長さを長くした。請求項１０の発明によれ
ば、導体線路の終点側より所定部位までの部分を波打た
せて長くした。請求項１１の発明によれば、導体線路の
終点側より所定部位までの部分を四角形状に巻いた。請
求項１２の発明によれば、導体線路の終点側より所定部
位までの部分を細かいピッチで巻いた。請求項１３の発
明によれば、導体線路の終点側より所定部位までの部分
を上下方向に蛇行させた。請求項１４の発明によれば、
導体線路は渦巻状の紐状部材の側面に設けた。

【０００７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
一実施の形態を図について説明する。図１において、図
１６，図１７と同じものは同一符号を用いている。この
場合、１ｅ，１ｆは一端が渦巻き導体線路の巻終わり部
分としての終点１ｃ，１ｄに接続された上で、この終点
１ｃ，１ｄからそれぞれ、平行に、かつ底板３ａ方向に
延長することによりキャビティ構造のケース３内に充填
された吸収体５に突き刺した延長線路であり、金属導体
より成る。

【０００８】このように渦巻き導体線路１ａ，１ｂの終
点側に接続された延長線路１ｅ，１ｆを吸収体の中に突
き刺すことにより、渦巻き線路巻終わり部分としての終
点１ｃ，１ｄからの反射波を吸収体に吸収させることが
でき、巻終わり部付近から放射する周波数ｆ_L（波長：
λ_L）においても放射パターンを乱すことがなくなり、
下限周波数でも良好なアンテナ放射パターンを得ること
ができるようになる。なお、上記延長線路１ｅ，１ｆと
しては、長ければ長い程良いので、その先端が底板３ａ
に達する直前の長さが良いことになる。また、延長線路
１ｅ，１ｆは底板３ａ方向に垂直な状態で延長すること
なく、傾斜して延長するようにして、長さを長くしても
よい。また、この延長線路１ｅ，１ｆとしては直線状の
ものに限定されず、コイル状であっても、蛇行状いずれ
であってもよい。

【０００９】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、渦巻き導体線路１ａ，１ｂの終点１ｃ，１ｄ側より
延長線路１ｅ，１ｆを延長して吸収体の中へ突き刺した
だけであるが、図３に示すように、その延長線路１ｅ，
１ｆの先端に抵抗６，６を付けてこの抵抗６，６の先端
を導体６ａ，６ｂを介してケースの底板３ａ（グラン
ド）に接続して短絡することにより、巻終わり部分とし
ての終点１ｃ，１ｄからの反射波をより抑えることがで
き、上記実施の形態１以上の反射波抑制効果を得ること
ができる。この反射波抑制効果が得られる理由としてつ
ぎの点が挙げられる。給電点から見た自己インピーダン
ス相当の抵抗６，６を、巻き終わり部分としての終点１
ｃ，１ｄに接続して、ケースグランドにショートするこ
とにより、給電点から見たマッチングがとれたまま、巻
き終わり部分としての終点１ｃ，１ｄでの進行波は反射
して戻ってくることがなく、ケースグランドに流れるた
め反射がなくなる。特に、図１，２に示す実施の形態１
では、延長の線路長が有限であるため、反射波のレベル
の差はあるが、反射波が存在することになる。これに対
して、図３の実施の形態は、抵抗６，６の抵抗値を最適
な値で選定すれば、反射波をほとんど抑えることができ
る。

【００１０】実施の形態３．図４に示すように、巻終わ
り部分としての終点１ｃ，１ｄを抵抗６，６を介してそ
れぞれの隣の線路１ｂ，１ａに短絡しても同様の効果が
得られる。すなわち、終点１ｃを抵抗６を介して導体線
路１ｂに、終点１ｄを抵抗６を介して導体線路１ａに接
続して、反射波を抑制したものである。この場合、スパ
イラルアンテナの給電部から見た自己インピーダンスは
１８０〜２００Ω程度であるので、抵抗６，６の抵抗値
を、それ位に選定するのが良い。反射波抑制の機能は図
３の場合とほぼ同様である。

【００１１】実施の形態４．図５に示すように、従来の
最外周導体線路１ａ，１ｂのさらに外側に短絡導体とし
てのリング状の導体線路７を設けて、これに巻き終わり
部分としての終点１ｃ，１ｄをそのまま導体１ｎを介し
て短絡あるいは、図外の抵抗を介して短絡することによ
り上記実施の形態の場合と同様の反射波抑制効果が得ら
れる。すなわち、図５では、グランドから浮いた状態で
のリング状の導体線路７にそれぞれの導体線路の終点１
ｃ，１ｄをショートすることにより、進行波が、そのリ
ング状の導体線路７に乗り、反射波がもどってこないこ
とが期待できるものである。

【００１２】実施の形態５．図６に示すように、巻き終
わり部分としての終点１ｃ，１ｄを含む導体線路１ａ，
１ｂの上に、シート抵抗８を被着する。このシート抵抗
８としては、長辺形状の銅箔導体を用い、これを半田付
けで導体線路１ａ，１ｂの上に一体化したもので良い。
このシート抵抗８により、終点１ｃ，１ｄからの電波の
反射を抑制できる。なお、シート抵抗８に代えて、シー
ト状の電波吸収体を被着して、電波を吸収するようにし
てもよい。

【００１３】実施の形態６．図７に示すように、巻き終
わり部分としての終点１ｃ，１ｄの導体線路を伸ばして
ケース３の筒体３ｂの外面に設けられ、かつ、スパイラ
ルアンテナの最外周付近から放射する周波数ｆ_L（波
長：λ_L）を放射可能なアンテナ素子（例えばパッチア
ンテナ１１）に対して給電することにより、巻き終わり
部分としての終点１ｃ，１ｄからの反射を空間へ放射す
ることにより、電波の反射を抑えることができる。

【００１４】実施の形態７．図８に示すように、巻き終
わり部分としての終点１ｃ，１ｄから導体線路をスパイ
ラル基板１のスルーホールを介してその裏面へまわし
て、この裏面に回した導体線路１ｇ，１ｈを周方向に沿
うように延長するとともに、この延長過程で左，右に波
打たせることにより電波反射抑制効果が得られる。すな
わち、図８では、隣接の導体に触れないように裏面へま
わして導体をより長くするものである。

【００１５】実施の形態８．図９に示すように、渦巻き
導体線路の巻き終わり部分としての終点１ｃ，１ｄから
所定部位Ａ，Ｂに至るまでの一定の長さの導体線路１
ａ’，１ｂ’を、水平方向に波打たせることにより一周
当たりの導体線路長を長くすることにより同様の効果が
得られる。すなわち、図７の場合、本来のある任意の周
波数が放射する２本の導体上の位置と、巻き終わり部分
としての終点１ｃ，１ｄとの距離（導体長さ）をかせぐ
事により、その間の導体損失分だけ反射波の影響を低減
するものである。

【００１６】実施の形態９．図１０に示すように、終点
１ｃ，１ｄから所定の部位までの渦巻き導体線路１ａ，
１ｂの最外周部付近は、導体線路をうず巻き状に巻かな
いで、四角形を形成するように巻くことにより一周当た
りの導体線路長が長くなるため同様の効果が得られる。
この場合、巻き終わり部と放射部との導波長さを長くす
ることができるため、その導体損分だけ反射波の影響を
低減できる。

【００１７】実施の形態１０．図１１に示すように、終
点１ｃ，１ｄから所定の部位までの渦巻き導体線路の最
外周部付近は、導体線路１ａ，１ｂを密に巻くことによ
り、すなわち、導体線路１ａ，１ｂ間を接近して巻くこ
とにより、トータルとしての線路長を長くできるため同
様の効果が得られる。

【００１８】実施の形態１１．図１２および図１３に示
すように、終点１ｃ，１ｄから所定の部位までの渦巻き
導体線路の最外周部付近は、導体線路１ａ，１ｂをスパ
イラル基板１の表面と裏面をつなぎながら交互に配置す
ることにより一周当たりの線路長を長くできるため同様
の効果が得られる。具体的には、導体線路１ａ，１ｂの
巻き方向に沿って、等間隔でスルーホールを配列して、
このスルーホールを縫うようにして、導体線路１ａ，１
ｂがスパイラル基板１の表面と裏面とに交互に現われる
ようにすることにより、線路長を実質的に長くするもの
である。

【００１９】実施の形態１２．実施の形態１１の具体化
の一例として、図１４に示すような軟質の絶縁性より成
る薄い基板１０の片面に上，下方向にジグザグに蛇行す
るようなエッチングパターン１０ａを設けた紐状部材を
２枚用意して、それぞれを図１５に示すように中心から
外周方向に渦巻き状に互に巻付けることにより一周当た
りの導体線路長を長くしたスパイラル基板を実現できる
ため同様の効果が得られる。なお、１本の紐状部材の両
方の側面にそれぞれエッチングパターンを設け、この紐
状部材を渦巻き状に巻くようにしてもよい。これ等にお
いて、終点より所定の部位までの導体線路を蛇行するよ
うにし、上記所定の部位から中心側までを直線状として
もよい。

【００２０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、導体線路の終
点側に、電波反射抑制部材を接続したので、終点側から
の反射電波を有効に吸収でき、外径を小さくできて、小
型化が図れる。

【００２１】請求項２の発明によれば、電波反射抑制部
材として、キャビティーケース内の吸収体に差込まれた
延長線路より構成したので、吸収体によって電波を吸収
して反射電波を抑制できる。

【００２２】請求項３の発明によれば、電波反射抑制部
材として、キャビティーケース内の吸収体に差込まれた
延長線路とこの延長線路に一端が接続され、他端がケー
スに接続された抵抗とより成るので、吸収体の電波吸収
効果と、抵抗による抑制効果により、より効果的に電波
反射を抑えることができる。

【００２３】請求項４の発明によれば、電波反射抑制部
材として、一端が導体線路の終点側に接続され、他端が
隣りの導体線路に接続された抵抗より成るので、抵抗を
介して短絡するという簡単な構成により電波を有効に吸
収できる。

【００２４】請求項５の発明によれば、電波反射抑制部
材として、導体線路の終点間を短絡する短絡導体により
構成したので、部品としては短絡導体だけで良く、簡単
な構成で電波の反射を抑えることができる。

【００２５】請求項６の発明によれば、電波反射抑制部
材として、導体線路の終点側を被うように設けられた抵
抗体又は電波吸収体より形成したので、抵抗体，電波吸
収体は小形の材料で良いので、簡単な構成で電波の反射
を抑制できる。

【００２６】請求項７の発明によれば、電波反射抑制部
材として、ケースの外部に設けられたアンテナ素子より
構成したので、ケースの外部を有効に活用しつつ電波の
反射を抑制できる。

【００２７】請求項８の発明によれば、電波反射抑制部
材として、ケースの内面側に、波打つように延長する如
く設けられた線路より構成したので、省スペース化を図
りつつ、電波反射抑制部材を設けることができる。

【００２８】請求項９の発明によれば、導体線路の終点
側より所定部位までの長さを長くしたので、簡単な構成
で電波の反射を抑制できる。

【００２９】請求項１０の発明によれば、導体線路の終
点側より所定部位までの部分を波打たせて長くしたの
で、導体線路を長くするのが比較的容易で、簡単な構成
で電波の反射を抑制できる。

【００３０】請求項１１の発明によれば、導体線路の終
点側より所定部位までの部分を四角形状に巻いたので、
導体線路を四角形に巻くという簡単な構成で電波の反射
を抑制できる。

【００３１】請求項１２の発明によれば、導体線路の終
点側より所定部位までの部分を細かいピッチで巻いたの
で、導体線路を細かいピッチで巻くのは比較的容易で、
簡単な構成で電波の反射を抑制できる。

【００３２】請求項１３の発明によれば、導体線路の終
点側より所定部位までの部分を上下方向に蛇行させたの
で、上下方向に蛇行させることで、導体線路を長くで
き、電波の反射を抑制できる。

【００３３】請求項１４の発明によれば、導体線路は渦
巻状の紐状部材の側面に設けたので、長さの長い導体線
路を簡単な構成で得ることができ、電波の反射を良好に
抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態を示すスパイラルア
ンテナを示す外観図である。

【図２】この発明の一実施の形態を示すスパイラルア
ンテナを示す断面図である。

【図３】この発明の一実施の形態を示すスパイラルア
ンテナを示す断面図である。

【図４】この発明の一実施の形態を示すスパイラルア
ンテナを示す平面図である。

【図５】この発明の一実施の形態を示すスパイラルア
ンテナを示す平面図である。

【図６】この発明の一実施の形態を示すスパイラルア
ンテナを示す平面図である。

【図７】この発明の一実施の形態を示すスパイラルア
ンテナを示す外観図である。

【図８】この発明の一実施の形態を示すスパイラルア
ンテナを示す平面図である。

【図９】この発明の一実施の形態を示すスパイラルア
ンテナを示す平面図である。

【図１０】この発明の一実施の形態を示すスパイラル
アンテナを示す平面図である。

【図１１】この発明の一実施の形態を示すスパイラル
アンテナを示す平面図である。

【図１２】この発明の一実施の形態を示すスパイラル
アンテナのスパイラル基板を示す平面図である。

【図１３】この発明の一実施の形態を示すスパイラル
アンテナに使用するスパイラル基板の要部を示す外観図
である。

【図１４】この発明の一実施の形態を示すスパイラル
アンテナに使用するスパイラル基板を示す外観図であ
る。

【図１５】この発明の一実施の形態を示すスパイラル
アンテナを示す平面図である。

【図１６】従来例によるスパイラルアンテナを示す断
面図である。

【図１７】従来例によるスパイラルアンテナを示す平
面図である。

【符号の説明】

１スパイラル基板、１ａ渦巻き導体線路、１ｂ渦
巻き導体線路、１ｃ導体線路の巻き終わり部分（終
点）、１ｄ導体線路の巻き終わり部分（終点）、１ｅ
導体線路の延長線路、１ｆ導体線路の延長線路、１
ｇ導体線路の波形延長線路、１ｈ導体線路の波形延
長線路、２給電基板（バラン）、３ケース、４同
軸コネクタ、５吸収体、６抵抗、７リング状導体
線路、８シート抵抗、１０基板、１０ａエッチン
グパターン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導体線路の終点側に、電波反射抑制部材
を接続したことを特徴とするスパイラルアンテナ。
【請求項２】電波反射抑制部材として、キャビティー
ケース内の吸収体に差込まれた延長線路より構成したこ
とを特徴とする請求項１記載のスパイラルアンテナ。
【請求項３】電波反射抑制部材として、キャビティー
ケース内の吸収体に差込まれた延長線路とこの延長線路
に一端が接続され、他端がケースに接続された抵抗とよ
り成ることを特徴とする請求項１記載のスパイラルアン
テナ。
【請求項４】電波反射抑制部材として、一端が導体線
路の終点側に接続され、他端が隣りの導体線路に接続さ
れた抵抗より成ることを特徴とする請求項１記載のスパ
イラルアンテナ。
【請求項５】電波反射抑制部材として、導体線路の終
点間を短絡する短絡導体より形成したことを特徴とする
請求項１記載のスパイラルアンテナ。
【請求項６】電波反射抑制部材として、導体線路の終
点側を被うように設けられた抵抗体又は電波吸収体より
形成したことを特徴とする請求項１記載のスパイラルア
ンテナ。
【請求項７】電波反射抑制部材として、ケースの外部
に設けられたアンテナ素子より構成した請求項１記載の
スパイラルアンテナ。
【請求項８】電波反射抑制部材として、ケースの内面
側に、波打つように延長する如く設けられた線路より成
る請求項１記載のスパイラルアンテナ。
【請求項９】導体線路の終点側より所定部位までの長
さを長くしたことを特徴とするスパイラルアンテナ。
【請求項１０】導体線路の終点側より所定部位までの
部分を波打たせて長くしたことを特徴とする請求項９記
載のスパイラルアンテナ。
【請求項１１】導体線路の終点側より所定部位までの
部分を四角形状に巻いて長くしたことを特徴とする請求
項９記載のスパイラルアンテナ。
【請求項１２】導体線路の終点側より所定部位までの
部分を細かいピッチで巻いて長くしたことを特徴とする
請求項９記載のスパイラルアンテナ。
【請求項１３】導体線路の終点側より所定部位までの
部分を上下方向に蛇行させて長くしたことを特徴とする
請求項９記載のスパイラルアンテナ。
【請求項１４】導体線路は渦巻状の紐状部材の側面に
設けられて成る請求項１３記載のスパイラルアンテナ。